#1:a:2:f:1:5:d:7:9:e:3:6:0:6:7:b:3:e:b:4:b:5:3:5:c:c:7:e:a:7:5:0#
#1:0:5:6:7:9:e:7:8:9:4:d:5:c:e:8:a:d:c:7:0:2:3:9:9:3:1:3:3:b:b:1#
文|小彭的燦爛筆記
編輯|小彭的燦爛筆記
序言
量子糾纏是量子熱學領域最令人匪夷所思、最引人入勝的現象之一，愛因斯坦常把這些現象描述為"遠距離的幽靈作用"，它違反了精典直覺，挑戰了我們對現實基本性質的理解，在深入研究量子糾纏之前，可以先來了解一下量子熱學的基本知識。
#a:1:7:6:1:d:4:8:d:8:4:7:4:b:d:9:a:2:a:3:a:3:9:4:e:a:7:0:6:6:1:c#
量子熱學的核心是研究宇宙中最小粒子--原子、電子和更小實體--行為的數學學分支，精典數學學一般具有直觀性和確定性，而量子熱學則不同，它是一個具有內在不確定性和機率結果的領域。
在量子世界中，電子等粒子既表現出波的行為，也表現出粒子的行為，它們可以同時存在于多個地方，在被檢測之前處于疊加狀態。
#1:f:d:3:f:5:0:3:4:3:8:3:2:3:6:1:8:5:5:1:4:3:1:f:f:6:7:2:e:8:f:e#
沃納-海森堡的不確定性原理強調，你沒法同時絕對確定地曉得粒子的準確位置和動量，對其中一個曉得得越多，對另一個就曉得得越少。
量子系統中的基態是量子化的，這意味著它們是離散的、特定的值，而不是連續的范圍，量子熱學中的粒子由波函數或量子態描述，它們代表了粒子屬性的機率分布。
#8:5:4:9:e:e:2:f:7:1:8:f:2:f:b:c:4:2:f:7:0:c:3:8:4:3:c:1:e:3:d:f#
哪些是量子糾纏？
構想有兩個粒子，我們稱之為粒子A和粒子B，它們以一種趕超精典數學學的形式緊密聯系在一起量子通訊的原理，當兩個粒子糾纏在一起時，它們的屬性會以一種難以用精典解釋的形式互相關聯。
糾纏粒子的形成，兩個粒子，比如電子，被緊靠在一起，它們以這樣一種形式互相作用，使它們的量子態交織在一起，一旦糾纏在一起，無論相距多遠，一個粒子的命運都與另一個粒子有著內在聯系。
#e:9:2:c:c:6:0:0:a:e:2:0:9:3:e:e:7:d:f:1:3:d:0:2:a:8:e:6:6:1:9:3#
在檢測之前，每位粒子都存在于各類可能狀態的疊加中，比如，一對糾纏粒子可能處于載流子上升和載流子增長兩種狀態的疊加中，但是，一旦你檢測了其中一個粒子的載流子并發覺它是載流子向下的，你都會立刻曉得另一個粒子處于載流子向上的狀態，雖然它在光年之外。
這兒才是真正奇特的地方，糾纏粒子之間的關聯是瞬時的，顯然違背了宇宙速率極限--光速，無論糾纏粒子之間相距多遠，對其中一個粒子的屬性進行檢測，才能頓時確定另一個粒子的狀態，雖然它們之間相隔光年。
#3:d:e:f:8:a:b:a:c:c:8:7:0:8:1:2:b:9:5:b:9:8:5:3:a:2:e:5:0:2:9:1#
愛因斯坦的異議，距離的幽靈作用
量子糾纏最初因愛因斯坦的反對而聲名鵲起，他與合作者鮑里斯-波多爾斯基（）和內森-羅森（）一起提出了知名的"EPR悖論"（愛因斯坦-波多爾斯基-羅森悖論），以指出她們所覺得的量子熱學的根本缺陷。
#3:0:8:b:2:5:c:9:b:a:3:3:6:4:8:1:f:3:e:6:5:4:2:4:8:d:e:8:f:b:1:e#
愛因斯坦的反對意見始于他對局部現實主義的信仰，即化學過程應具有局部緣由，任何信息的傳播速率都不應超過光速，在他看來，糾纏粒子之間的瞬時相關性（他稱之為"遠距離幽靈作用"）違背了這種原則。
此后的實驗，尤其是貝爾試驗，證明量子熱學關于糾纏的預言在現實世界中得到了否認，糾纏其實違反了局部現實主義，給數學學家留下了一個挑戰精典直覺的困局。
#e:a:8:5:3:e:1:4:9:2:7:d:7:b:a:3:2:0:6:3:a:c:6:3:5:d:d:8:c:2:5:f#
貝爾定律
化學學家約翰-貝爾在20世紀60年代提出了一個定律，為量子糾纏和局域實在論的實驗檢驗奠定了基礎，貝爾定律提供了一個物理框架，用以分辨量子力學的預言和局域現實主義的假定。
#b:d:4:6:3:a:c:3:e:4:3:d:a:3:8:e:2:b:6:7:d:c:0:f:f:e:1:b:d:d:3:7#
貝爾定律引入了一組可通過實驗檢驗的不方程，這種不方程倘若被違背，將為反對局部真實論提供證據，從20世紀80年代阿蘭-阿斯佩特（）的研究開始，仍然延續至今的一系列實驗都不斷顯示貝爾不方程被違背。
這意味著量子熱學關于糾纏粒子的預言與局部實在論的假定不相容，貝爾定律的實驗否認是數學學史上的分水嶺，它鞏固了量子糾纏的奇特現實，并表明粒子確實可以以違反我們精典直覺的形式互相聯接。
#8:4:e:7:7:5:4:3:6:0:a:2:1:5:1:d:b:2:8:9:3:7:9:5:d:f:b:9:1:8:7:6#
量子糾纏的意義
量子糾纏不僅僅是一種奇特的現象，它對我們理解宇宙和技術發展有著深遠的影響，非位置性，糾纏挑戰了"局域性"的概念，表明粒子之間可以瞬時共享信息，而不管它們之間的距離有多遠。
其實這并不意味著比光速更快的通訊（由于糾纏粒子的狀態未能控制），但它提出了關于時空基本性質的問題，量子糾纏在量子估算領域發揮著至關重要的作用，量子比特或量子比特可以以疊加狀態存在，被用于量子估算，量子比特的糾纏可以創建量子電路，以精典計算機難以想像的速率進行估算。
#f:e:0:0:6:1:7:f:6:d:0:1:1:7:2:b:4:8:b:e:c:c:0:5:5:1:1:f:2:a:7:e#
糾纏還可應用于量子密碼學，進而創建安全的通訊合同，不確定性原理確保任何監聽試圖就會被偵測到，這促使量子通訊從根本上是安全的。
盡管它可能不涉及"星際迷航"意義上的物質遁地，但量子遁地是一種由糾纏實現的真實現象，它容許將量子信息從一個地點傳輸到另一個地點，這對量子網路的發展至關重要。
量子糾纏促使我們努力解決有關現實本質、決定論以及觀察在打造化學世界中的作用等深層哲學問題，它挑戰了我們對因果關系的直覺觀念。
#2:4:2:c:9:6:9:b:5:c:3:1:8:4:6:5:d:c:3:0:4:0:2:7:c:1:7:6:5:4:2:3#
大眾文化中的量子糾纏
量子糾纏打動了畫家、電影制做人和故事述說者的想像力，經常成為懸疑小說敘事的靈感來源。
在"星際迷航"宇宙中，量子糾纏的概念被拿來解釋傳送器的運行，傳送器是一種可以在亞原子層面拆解和重新組裝物質的裝置。
#0:9:d:d:1:9:d:2:4:9:2:a:7:8:5:7:7:2:3:8:d:d:0:7:c:f:2:3:1:d:d:7#
在克里斯托弗-諾蘭（）的影片《星際穿越》（）中，感情被描述為一種趕超維度的力量，就能穿越時空進行交流，即使為了話劇療效而夸大了科學，但它借助了糾纏所蘊涵的互相關聯性。
熱門劇集《怪奇物語》探索了一個名為"天除草覆"的平行空間，量子糾纏在聯接兩個世界的奇特風波中飾演了重要角色。
#b:2:3:d:8:7:0:c:8:7:c:5:7:0:3:e:e:f:8:5:a:2:d:1:2:8:8:9:5:9:7:d#
在改編自卡爾-薩根（）小說的影片《接觸》中，量子糾纏被用作與外星生物交流的一種手段，展現了量子糾纏現象的神秘性和異世界性。
量子糾纏的奇妙世界并不局限于懸疑小說量子通訊的原理，它早已在尖端技術和研究領域嶄露頭角，以下是一些令人激動的領域，在那些領域中，量子糾纏將徹底改變我們的世界，量子估算，量子計算機借助糾纏量子比特的力量，有望解決精典計算機目前難以解決的復雜問題，這種問題包括量子系統模擬、優化任務和密碼學挑戰。
#9:1:8:1:2:1:0:8:2:4:f:3:8:3:7:f:f:f:e:8:a:c:9:2:5:4:5:b:8:8:7:b#
量子糾纏實現超安全通訊，量子秘鑰分配（QKD）系統借助糾纏粒子創建牢不可破的加密秘鑰，目前正被開發用于建行、政府和其他敏感領域，在量子糾纏的基礎上，研究人員正在努力創建量子網路，以實現遠距離的安全即時通訊，這將為全球量子互聯網鋪平公路。
基于糾纏的傳感可提供前所未有的檢測精度，這種傳感可應用于醫療保健（如初期癌癥檢查）、環境檢測和導航（如高精度全球定位系統）等多個領域，量子傳送似乎不能傳送人，但這些技術可以徹底改變量子估算和密碼學等領域的信息傳輸，它可以實現量子信息的遠距離傳輸，而無需直接的數學傳輸。
#e:a:e:0:1:e:c:d:c:d:1:4:1:c:b:6:2:5:0:1:e:4:e:5:4:9:5:5:b:d:3:1#
未解之謎
雖然在理解和借助量子糾纏方面取得了進展，但許多謎題仍然存在，糾纏的"怎么"--粒子怎樣發生糾纏以及信息怎樣瞬時傳輸--依舊是一個活躍的研究和辯論話題。
#1:c:3:7:f:6:b:a:3:a:e:9:f:2:0:4:e:d:2:4:a:6:6:2:f:a:9:6:1:f:d:c#
量子熱學與廣義相對論（萬有引力理論）之間的互相作用尚未被完全理解，引力怎么融入量子圖景，糾纏在其中飾演哪些角色？愛因斯坦的術語"超距作用"指出了糾纏的反直覺性質，怎樣在不違背相對論原理的前提下解釋糾纏的顯著非局域性一直是一個挑戰。
有些人甚至猜測意識在量子熱學中的作用，覺得觀察可能在粒子行為中發揮奇特作用，這是一個極具爭議性和推測性的研究領域。
#6:0:9:f:a:7:c:b:7:c:6:9:7:0:a:2:7:b:5:e:4:b:e:3:9:7:d:a:a:c:6:c#
推論
量子糾纏是一種挑戰我們對宇宙認識極限的現象，它挑戰精典直覺，輕視局部現實主義，為技術領域的新前沿打開了房門，它的影響趕超了科學領域，迸發了藝術、文學和大眾文化的靈感。
隨著我們繼續探求糾纏的奧秘，我們可能會發覺對現實的基本性質和我們在其中的位置的新看法，盡管量子糾纏可能一直"離奇"而無法飄忽，但它也證明了宇宙的無窮奧妙和人類對揭露其最深層秘密的探求，無論是科學研究、科幻小說，還是哲學思索，量子糾纏都將繼續吸引我們的想像力，挑戰我們對宇宙的理解。
#4:c:7:7:0:f:2:d:1:8:2:4:7:a:4:c:0:7:5:2:e:6:4:c:9:a:b:3:2:0:e:3#
參考文獻
[1]用量子糾纏“鎖”住密碼安全[J]..新鄉科技,2022(15)
[2]中國首次實現基于無人機的量子糾纏分發[J]..科學24小時,2020(04)
[3]信息科技[J]..科學中國人,2017(26)
